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書記が数学やるだけ#678 ヘルムホルツ方程式の解法(偏微分方程式)
ヘルムホルツ方程式の解法について順を追って説明する。
問題
![](https://assets.st-note.com/img/1678659245927-WEAKXpTRTq.png?width=1200)
説明
太鼓の膜振動は,弦とはまた異なる挙動を示す。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659569086-Vc7dxC1lce.png?width=1200)
これを考える過程でヘルムホルツ方程式を解くことになる。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659269602-20pMu4G2J8.png?width=1200)
解の中でベッセル関数が登場する:
![](https://assets.st-note.com/img/1678659632723-TouEB8TGTg.png?width=1200)
解答
変数分離により各変数のみの微分方程式に変換する。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659749211-DTYM7RoLh5.jpg?width=1200)
Rの解を考える際にベッセル関数が出てくる。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659781455-SaXOavYxoe.jpg?width=1200)
これにより一般解が求められる。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659814314-vxZhz1CfAB.jpg?width=1200)
係数を求めるには固有関数展開を行う。
![](https://assets.st-note.com/img/1678659892194-P0hNf6xnw3.jpg?width=1200)
本記事のもくじはこちら:
ヘルムホルツ方程式の解法について順を追って説明する。
太鼓の膜振動は,弦とはまた異なる挙動を示す。
これを考える過程でヘルムホルツ方程式を解くことになる。
解の中でベッセル関数が登場する:
変数分離により各変数のみの微分方程式に変換する。
Rの解を考える際にベッセル関数が出てくる。
これにより一般解が求められる。
係数を求めるには固有関数展開を行う。
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